Split Hopkinson Press Bar / Kolsky Bar

Vad är en Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)?

En Split Hopkinson Tryck Bar (SHPB) används för att testa hög töjningshastighet materialegenskaper hos material. Den Hopkinson bar används för att införa en dynamisk belastning på ett material prov besläktad med det som materialet kommer att uppleva i dynamiska situationer som fordons kraschar eller andra högenergetiska händelser.

Ett Split Hopkinson Press Bar / Kolsky Bar-system kommer att innehålla en precisionsaccelerator, en infallstång, en överföringsstång och en stoppmekanism som är inriktade och monterade på en REL-plan bas.

Gaspedalen laddas med trycksatt gas för att påskynda en slagstång med en uppmätt hastighet för att skapa en kollision. Stångstänger av olika längd används för att producera ett antal laddningstider, dvs. korta stångstänger ger korta varaktighetsbelastningar. Stötstångens inverkan på infallstången skickar en stresspuls som rör sig nedför infallstången (vid ljudets hastighet) som detekteras av en töjningsgivare monterad på stången.

Bygg ditt system

Pulsen (en längsgående våg) fortsätter genom infallstången till materialprovet som ska testas. Testprovet är vanligtvis monterat mellan incident- och transmissionsstängerna. På grund av impedansmatchningar reflekteras en del av vågen tillbaka i infallstången (mätt med töjningsgivare) och en del av vågen överförs till överföringsstången (uppmätt med töjningssteg). Vågen som reser genom systemet utlöser datainsamling från töjningsgivarna på både infalls- och överföringsstängerna. Stress, töjning och töjningshastighet beräknas sedan från de data som samlas in av töjningsmätarna. Denna uppmätta stam kan verifieras med hjälp av en höghastighetskamera som ofta används vid högtestningstest. En Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) / Kolsky Bar används för att testa materialegenskaper med hög töjningshastighet. Hopkinson-stången används för att påföra en dynamisk belastning på ett materialprov som liknar det som materialet kommer att uppleva i dynamiska situationer som bilkrascher eller andra högenergihändelser.

Förstå materialets prestanda

Från fordonsskyddskomponenter i ett fordon, ballistisk och sprängbeständig rustning, för höga slagsporter och vulkanutbrott, måste forskare förstå prestanda för ett material under dynamiska förhållanden. Split Hopkinson Press Bar / Kolsky Bar är det perfekta verktyget eftersom det ger en kontrollerad impuls av energi.

REL erbjuder testning av klientens material på en intern Hopkinson-bar, komplett med provberedning, SEM-analys och utvärdering. Dessutom konstruerar REL och bygger anpassade Split Hopkinson Pressure Bars / Kolsky Bars för en mängd olika företag och forskningsinstitutioner med spänning, kompression, renhet och chockladdningskapacitet som kan användas vid testning. Inte bara producerar REL en metallisk SHPB för testning av höghållfasta prov, såsom titan och keramik, men de bygger också en icke-metallisk SHPB för testning av låghållfasta prover såsom polymerskum och biovävnader.

REL: s tredje generationens SHPB: SURE-testsystem^TM

REL: s Gen-3 SHPB testsystem har integrerat vad som har lärt sig från tidigare SURE-testsystem plattformar och har optimerat användbarhet, repeterbarhet och säkerhet testsystem.

Gen-3 Split Hopkinson Bar är konstruerad för bättre strukturella prestanda. Den totala massan och styvheten hos testsystemet har ökats med tjock vägg av stål lådsektion rör och laserskurna base plattformar för en stel förbindning av modulsektioner. Gen-3 Sure-Test-plattformen är utformad för att vara modulär i naturen. Denna flexibilitet gör att systemet kan konfigureras i olika storlekar, längder och att integrera olika testmoduler. Dessa variationer ger systemet möjligheten att genomföra en mängd olika testkonfigurationer utöver klassisk SHPB-testning.

Några av dessa testkonfigurationer inkluderar:

Dynamisk böjning
Dynamisk utbrott
Kvasi-statisk spänning / kompression
Medelstor spänning / kompression
Direkt påverkan
Momentumöverföring
Dynamisk hårdhet
Tunn filmstyrka
Accelerationstestning

Förutom den modulära flexibiliteten behåller Gen-3 SHPB-systemet en gemensam uppsättning precisionsgränssnittsfunktioner oavsett tillvalskonfigurationer. Detta gör det möjligt för utrustningsoperatören att enkelt ändra den specifika installationen av maskinen snabbt och effektivt samtidigt som den bibehåller den exakta inriktningen av individuella komponenter som krävs för repeterbara dynamiska testhändelser. Dessa funktioner inkluderar ett gemensamt markytdäck med integrerade t-spår för arbetshållning och en precisionsinriktningsnyckel för att lokalisera komponenter exakt utan någon speciell inriktningsprocedur. Hopkinson Bar innehåller också ett linjärt skensystem som är utformat för att montera och justera krävs för att färdas längs systemets längd. Dessa moduler inkluderar hårdvara som arbetsstationer för datainsamling (DAQ), miljökamrar och höghastighetsbild- och belysningsutrustning.

Sure-testsystem design har sett omfattande användning och validering i REL höga strain rate test och utvecklingslaboratorium samt installationer på olika akademiska, militära och kommersiella webbplatser.

Systemsäkerhet

Förutom de säkerhetsutbildning REL leveranser med varje system, är säkerheten för REL system förbättras genom fjärrutlösning av Sure-Launch systemet. Avfyrningsstyr och inkoppling kan tas i ett angränsande rum för att initiera ett test. Låsning ut ur systemet kan fullgöras enkelt genom frånskilj och låser sig på skjutstyrning i en plats utanför labbet. Detta kommer att försäkra att inga un-utbildade användare kan styra SURE-Launch Module.

Teknisk specifikation av vår SHPB:

De detaljerade specifikationerna för ett typiskt system är enligt följande:

REL-utrustning för hög belastningstestutrustning

Tre 10ft REL platta basavsnitt. Dessa sektioner kombineras för totalt 30 fot dubbla breda monteringsskenor som är kompatibla med alla SHPB-systemmoduler.
Automatiserad 1 ”acceleratoranordning. Denna accelerator möjliggör slagdiametrar upp till 1 ”diameter. Standardtryckenheter arbetar upp till 300 psi och lanserar spärrprojektiler upp till 300 fot / sek. Höghastighetsenheter finns också.
Femton bar stöder kan bära upp till barer 1 "diameter. Dessa stöd är 6 "centrumhöjd
En hydraulisk dämpare med stoppställ utformat för att absorbera överskottsenergi från SHPB och dynamiska effekter testa händelser. Stoppställ fungerar också som en monteringsbas för lastceller, provformbord och fixturer.
En säker Gratis kronograf modul. Sure-Speed är en mycket exakt, kompakt kronograf utformad för SHPB användning. Det registrerar anfallaren hastigheter för dynamisk provning och konfigureras enkelt med en nyckel sockel, justerbar höjd bärare och intuitiva pekskärmen.

Servomekaniskt testsystem

En servomekanisk testmodul för testning av prover vid låga till medelstora töjningshastigheter. Ett typiskt system har ett reduktionsalternativ som genererar upp till 5000 lb tryck / dra upp 6 tum / sek. I direktdrift genererar den 500 lb tryck / drag upp till 60 tum / sek. Servomodulen monteras på REL Flat-bassystemet och är kompatibel med alla stångändar, lock och prover från SHPB-hårdvaran.
- Greppen används i SHPB testning är kompatibla med servo mekanisk testsystem för att kunna erhålla både kvasistatiska och höga töjningshastighet egenskaper hos material.

Spänningsmoduler och stånguppsättningar

Två uppsättningar av spänningsgrepp och hylsor byggda för att REL: s senaste specifikationen för system barer. REL kommer också att leverera inställningen verktyg som behövs för att installera ett prov i dessa grepp.
- Dessa grepp och hylsor har utvecklats och testats för att ge en konsekvent och förutsebart dynamisk respons genom test händelsen.
- Inställningen medföljande verktyget används för att ställa de griper in i provet vid specificerade trycken. Detta ger konsekvent belastningsrespons från provtest.

Datainsamling och analys

En skenmonterad arbetsbänk och lådskåp. Enheten fästs på tillbehörsskenan på REL Flat-systemet och rullar till valfri position längs systemets längd. Det används vanligtvis för att montera datorer, signalbalsam, oscilloskop och lagra verktyg, prover och kablar.
Revolutionerande processprogrammet - SURE-Pulse är en öppen källkod som fortsatt förädlas för att inte bara producera SHPB testresultat, men också processdata från alla generiska belastning, kan stammen datum användare generera. De senaste funktionerna i SURE-Pulse integrera bilddata som fångas av höghastighetskameror. Med hjälp av digital bildkorrelations SURE-Pulse tomter stam information direkt på de bearbetade exempelbilder. Detta tillåter spännings-töjningskurvan för att jämföras med den verkliga visuella tillstånd hos ett material att kurvan representerar. Resultatfilen är portabel och kan tillåta för analys delas mellan olika användare. De åtgärder som vidtagits för att omvandla informationen bevaras så att back-spårning av testdata.